EP0993908A2 - Dressing tool for a gearwheel honing tool, gearwheel honing tool and honing machine for such a dressing tool resp. honing tool - Google Patents
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- EP0993908A2 EP0993908A2 EP99120222A EP99120222A EP0993908A2 EP 0993908 A2 EP0993908 A2 EP 0993908A2 EP 99120222 A EP99120222 A EP 99120222A EP 99120222 A EP99120222 A EP 99120222A EP 0993908 A2 EP0993908 A2 EP 0993908A2
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- dressing
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- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
- B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F23/00—Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
- B23F23/12—Other devices, e.g. tool holders; Checking devices for controlling workpieces in machines for manufacturing gear teeth
- B23F23/1225—Arrangements of abrasive wheel dressing devices on gear-cutting machines
- B23F23/1231—Arrangements of abrasive wheel dressing devices on gear-cutting machines using a gear-shaped dressing tool
Definitions
- the invention relates to a dressing tool for a gear honing tool, a gear honing tool and a honing machine for such a dressing tool or honing tool.
- the honing tools wear out during this fine machining of the workpieces and must be carried out at regular intervals in turn be trained. For this you will find dressing tools Use that in their basic geometric relationship stand straight to the honing tool like a workpiece.
- the dressing tools usually carry in a ring gear section small diamond particles on the outer surface.
- the honing tools have complementary gear ring sections for this, So far the dressing tools with the honing tools only one at a time Point in contact. Especially when engaging a new tooth results in strong local teeth Loads on the back of the teeth when the teeth are in the through the axes of rotation of the honing tool and dressing tool predetermined center level in intensive engagement with the Teeth of the honing tool come.
- the present invention is therefore based on the object the wear of the dressing tools for gear honing tools to diminish.
- the axial division corresponds a honing tool dressing tool usually one of the workpiece to be machined. Ensuring the greater number of engagement points between the dressing tool and honing tool can be used in this usual Equality of the basic geometry of the workpiece and honing tool dressing tool only guarantee if you have the Width (axial dimension) of honing tool and dressing tool enlarged. With the development of the invention according to claim 3 it is achieved that the permanent Multi-point contact between dressing tool and honing tool even if the axial dimensions are not greatly increased of these two tools.
- the honing tools are usually dressed in the honing machine used to manufacture the workpieces. It simply becomes one instead of a workpiece Dressing tool clamped, and that of the honing machine assigned numerical control loads a dressing routine, in which the relative movements between the dressing tool and honing tool are chosen somewhat differently than the relative movements between workpiece and honing tool.
- a honing machine In a honing machine according to claim 6, one can Use the dressing tool, the axial division of which differs from that of the workpiece. For this becomes the axis cross angle between the dressing tool / workpiece Storage facility and honing tool storage facility changed.
- This switching takes place in accordance with a honing machine Claim 8 automatically by a sensor device recognizes whether the first storage device is currently a workpiece or carries the dressing tool.
- the sensor device can e.g. a sensor responsive to stray light (the diamond on the dressing tool scatters light more than a milled tooth flank Workpiece).
- one can according to Claim 10 also provide a multi-function honing tool, which is made of different material axial Has areas, one of which e.g. for rough honing others are intended for fine honing. These areas will be then dressed together.
- Figures 1 and 2 at 10 is a machine frame schematically reproduced by a honing machine.
- This carries via a schematically represented x-y slide device 12 (cross slide) a base plate 14.
- Schematic indicated linear motors 16, 18 on the machine frame 10 are attached, serve the base plate 14 in The x direction or y direction of that indicated in FIG. 1 To move the coordinate system.
- Contrary to the actual Ratios are the mechanical connections between the linear motors 16, 18 and the base plate 14 in the Plot the drawing plane tilted.
- Positioners 20, 22 measured on the linear motors 16, 18 are attached.
- the base plate 14 carries one over two stands 24, 26 a total of 28 designated swing frames. This one has viewed substantially perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1 U-shaped shape, being on the outside of the left leg of the U a stub shafts 30 placed which runs in a bearing opening of the stator 24. In the right leg of the swivel frame 28 engages coaxially to the stub shaft 32 the end of a motor shaft 32 rotatably on. In this way, the swing frame 28 is one axis parallel to the x-axis pivotable on the base plate 14 attached.
- the motor shaft 32 belongs to a geared motor 34 which is carried over the stand 26 by the base plate 14. In this way, the inclination of the swivel frame 28 can be set to horizontal.
- the momentary tendency of the Swing frame 28 is measured by a position transmitter 36, which is attached to the geared motor 34.
- the swivel frame 28 carries a drive motor 38 the output shaft of a chain sprocket 40 is seated.
- An over this running chain 42 drives a drive ring 44, which is supported by a ball bearing 46 in a bearing plate 48 is.
- the latter is perpendicular to the surface of the lower one horizontal leg of the swing frame 28 on the swing frame 28 attached. As shown in Figure 1, cut the axis of the stub shaft 30 and the motor shaft 32 and the axis of the drive ring 44 at a right angle.
- a gear honing ring 50 is non-rotatable, however used releasably. This is on his Inner surface with a plurality distributed in the circumferential direction inclined teeth 52 provided. The teeth are from an outer hub portion 54 of the Honrades worn, the rotatable and detachable with the drive ring 44 is connected.
- the half-spindles 62, 64 run in bearings 70, 72 which are mounted in stands 74, 76, which differ from the Extend the top of the machine frame 10 upward.
- the axis of rotation predetermined by the half-spindles 62, 64 of the dressing tool 56 is perpendicular to the plane of the drawing of Figure 1, thus corresponds to the y direction.
- the bearings 70, 72 allow axial displacement the half-spindles by means of assigned linear motors 78, 80.
- Position sensors 82, 84 are attached to these, which measure the actual position of the half spindles 62, 64.
- the centering sections 66, 68 in the dressing tool or introduced a workpiece whereby the dressing tool or the workpiece is centered.
- the centering sections 66, 68 delimiting shoulders 86 of the half-spindles 62, 64 the dressing tool or the workpiece is then non-rotatable connected to the half-spindles 62, 64, so too are coupled for common rotary movement.
- the actual angular position of the teeth of the dressing tool 56 or a workpiece is measured by a measuring head 92 which e.g. two with the tooth flanks of the dressing tool or workpiece cooperating light barriers can include.
- This has a printer as peripheral devices 96, a mass storage 98 (e.g. hard disk), a keypad 100 and a monitor 102.
- the control unit 94 operates in two different ways Programs: A program for honing workpieces and a program for dressing the honing ring 50 under Using the dressing tool 56. These two programs are very similar, but differ by the sizes of the infeed between the honing wheel and the workpiece or dressing tool and by the angle of inclination, under which the axis of the drive ring 44 to the axis of Half spindles 62, 64 is employed (axis cross angle).
- the adjustability of the axis cross angle is therefore needed because the teeth 58 of the dressing tool 56 a have different (smaller) axial pitch than the teeth of the workpieces. This is done from a now below detailed reason.
- Figure 4 shows an enlarged view of the engagement area of the end faces of dressing tool 56 and honing ring 50. The course the teeth are not outside the plane of the drawing reproduced.
- the teeth 58 of the dressing tool 56 are included one smaller than conventional dressing tools Axial pitch px arranged.
- tooth flanks of a gearwheel with the following should be honed Characteristics: module m of 1.75, number of teeth z of 36; Helix angle ⁇ of 18 ° left; Tooth width b of 15.2 mm.
- the honing ring used has a width bh (axial dimension) of 22 mm and thus enables an axial stroke when honing of ⁇ 3 mm.
- the axial dimension of the dressing tool according to FIG. 5 is also larger than that of the classic dressing tool according to FIG. 6. The same applies to the axial dimension of the honing ring.
- the honing ring can be made in three different ways axial areas with a width 22 mm each can be used. Alternatively you could increase the axial stroke during honing, if desired, and wear the honing ring uniformly.
- the dressing of the honing ring applies only after three times the period of use, so that the throughput of the honing machine is increased.
- the honing ring 50 can be made according to FIG build three material areas 104, 106, 108, which for Honing a workpiece with increasing fineness without Clamping the workpiece can be used by the Basic position of the spindle carrying the workpiece one after the other in the middle of the material areas 104, 106, 108 places.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Abrichtwerkzeug für ein Zahnrad-Honwerkzeug, ein Zahnrad-Honwerkzeug sowie eine Honmaschine für ein solches Abrichtwerkzeug bzw. Honwerkzeug.The invention relates to a dressing tool for a gear honing tool, a gear honing tool and a honing machine for such a dressing tool or honing tool.
Zur Erzeugung der für geringe Geräuschentwicklung und hohe Standzeit notwendigen Oberflächenqualität von Zahnflanken werden im Maschinenbau, insbesondere bei der Getriebeherstellung, verwendete Zahnräder in einem letzten Arbeitsschritt gehont. Beim Honen arbeitet das Werkstück mit einem Honwerkzeug zusammen, welches im Prinzip die Form eines Zahnkranzes mit zur Verzahnung des Werkstückes passender Komplementärgeometrie hat. Durch die vom Honwerkzeug getragenen Schleifpartikel wird unter dynamischen Bedingungen (Abwälzen und Schlupf) die gewünschte letzte Feinbearbeitung der Zahnflanken durchgeführt.To generate the for low noise and Long service life necessary surface quality of tooth flanks are used in mechanical engineering, especially at Gear manufacturing, used gears in a past Work step honed. The workpiece works during honing together with a honing tool, which in principle is the Shape of a ring gear with for toothing the workpiece has the matching complementary geometry. By the honing tool worn abrasive particles is under dynamic Conditions (rolling and slip) the last desired Finishing of the tooth flanks carried out.
Die Honwerkzeuge verschleißen bei dieser Feinbearbeitung der Werkstücke und müssen in regelmäßigen Abständen ihrerseits abgerichtet werden. Hierzu finden Abrichtwerkzeuge Verwendung, die in ihrer geometrischen Grundbeziehung gleich zum Honwerkzeug stehen wie ein Werkstück. Üblicherweise tragen die Abrichtwerkzeuge in einem Zahnkranzabschnitt auf der Außenfläche kleine Diamantpartikel.The honing tools wear out during this fine machining of the workpieces and must be carried out at regular intervals in turn be trained. For this you will find dressing tools Use that in their basic geometric relationship stand straight to the honing tool like a workpiece. The dressing tools usually carry in a ring gear section small diamond particles on the outer surface.
Da die bekannten Abrichtwerkzeuge im wesentlichen die gleiche Geometrie haben wie die Werkstücke, die Honwerkzeuge hierzu komplementäre Zahnkranzabschnitte aufweisen, stehen bisher die Abrichtwerkzeuge mit den Honwerkzeugen zu einem gegebenen Zeitpunkt nur über einen einzigen Punkt in Berührung. Insbesondere beim Ineingriffkommen eines neuen Zahnes ergeben sich hierdurch starke lokale Belastungen beim Rücken der Zähne, wenn die Zähne in der durch die Drehachsen von Honwerkzeug und Abrichtwerkzeug vorgegebenen Mittenebene in intensiven Eingriff mit den Zähnen des Honwerkzeuges kommen. Man beobachtet daher an den bekannten Abrichtwerkzeugen einen an den axialen Enden der Zähne beginnenden Verschleiß der Diamantpartikel, der sich bei weiterer Benutzung des Abrichtwerkzeuges zur Mitte desselben hin fortsetzt.Since the known dressing tools essentially the have the same geometry as the workpieces, the honing tools have complementary gear ring sections for this, So far the dressing tools with the honing tools only one at a time Point in contact. Especially when engaging a new tooth results in strong local teeth Loads on the back of the teeth when the teeth are in the through the axes of rotation of the honing tool and dressing tool predetermined center level in intensive engagement with the Teeth of the honing tool come. One therefore observes the known dressing tools one at the axial ends wear of the diamond particles of the teeth, the if you continue to use the dressing tool Continues in the middle of it.
Es ist daher notwendig, die Abrichtwerkzeuge in Abständen neu zu belegen und schleifen. Hierzu finden mit Diamant-Schleifscheiben arbeitende Zahnrad-Schleifmaschinen Verwendung.It is therefore necessary to set the dressing tools at intervals to reassign and grind. Find this with diamond grinding wheels working gear grinding machines Use.
Versäumt man das rechtzeitige Neubelegen der Abrichtwerkzeuge, so können diese nicht mehr verwendet werden, da der fortgeschrittene Verschleiß ein wieder Erreichen der Sollgeometrie ausschließt. Diamant-Abrichtwerkzeuge sind aber aufgrund ihrer Herstellung und von den Materialkosten her teuer.If you miss the timely reloading of the dressing tools, so these can no longer be used as the advanced wear reaches one again excludes the target geometry. Diamond dressing tools but are due to their manufacture and material costs ago expensive.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Verschleiß der Abrichtwerkzeuge für Zahnrad-Honwerkzeuge zu vermindern.The present invention is therefore based on the object the wear of the dressing tools for gear honing tools to diminish.
Diese Aufgabe ist gelöst durch ein Abrichtwerkzeug mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This task is solved with a dressing tool the features specified in claim 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Abrichtwerkzeug ist die Axialteilung und die Breite seiner Zähne so auf die Axialteilung und die Breite der Zähne des Honwerkzeuges abgestimmt, daß beim Abrichten ständig mehr als ein Zahn des Abrichtwerkzeuges mit den Zähnen des Honwerkzeuges in Eingriff steht.In the dressing tool according to the invention, the axial division and the width of his teeth so on the axial pitch and adjusted the width of the teeth of the honing tool, that when dressing more than one tooth of the dressing tool engages with the teeth of the honing tool stands.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Erhöhung der Eingriffspunkte zwischen Abrichtwerkzeug und Honwerkzeug findet eine Verteilung der beim in-Eingriff-Kommen eines Zahnes auftretenden Kräfte auf eine größere Anzahl von Eingriffspunkten statt, so daß der lokale Verschleiß vermindert wird. Die Abrichtwerkzeuge können somit über einen größeren Zeitraum ohne ein Nach-Belegen, welches auf einer Zahnrad-Schleifmaschine erfolgt, verwendet werden und werden insgesamt besser ausgenützt. Die Nachbeleg-Zeiträume können vergrößert werden, und da das Belegen der Abrichtwerkzeuge sich sowieso nach der am weitesten verschlissenen Stelle richten muß, bleiben die Belegkosten für das Abrichtwerkzeug im wesentlichen unverändert. Der Zahnradhersteller braucht so auch nur eine kleinere Anzahl von Abrichtwerkzeugen auf Lager zu halten.By increasing the engagement points provided according to the invention between dressing tool and honing tool finds a distribution of the one when it comes into engagement Forces occurring on a larger number of teeth Engagement points instead, so that local wear is reduced becomes. The dressing tools can thus a longer period of time without additional evidence, which done on a gear grinding machine are and will be better used overall. The post-document periods can be enlarged, and since that Assignment of the dressing tools anyway after the farther worn out point must remain Document costs for the dressing tool essentially unchanged. So the gear manufacturer only needs a smaller number of dressing tools in stock hold.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in the Subclaims specified.
Mit der im Anspruch 2 angegebenen Erhöhung der Mindestanzahl gleichzeitig vorliegender Eingriffspunkte zwischen Abrichtwerkzeug und Honwerkzeug wird eine weitere Verbesserung der Standzeit durch noch gleichförmigere Abnützung des Abrichtwerkzeuges erhalten.With the increase in the minimum number specified in claim 2 simultaneous points of intervention between Dressing tool and honing tool will be another improvement the service life through even more uniform wear of the dressing tool.
Wie eingangs dargelegt, entspricht die Axialteilung eines Honwerkzeug-Abrichtwerkzeuges normalerweise derjenigen des zu bearbeitenden Werkstückes. Das Gewährleisten der größeren Anzahl von Eingriffspunkten zwischen Abrichtwerkzeug und Honwerkzeug läßt sich bei dieser üblichen Gleichheit der Grundgeometrie von Werkstück und Honwerkzeug-Abrichtwerkzeug nur dann gewährleisten, wenn man die Breite (axiale Abmessung) von Honwerkzeug und Abrichtwerkzeug vergrößert. Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß man den ständigen Mehrpunkt-Kontakt zwischen Abrichtwerkzeug und Honwerkzeug auch bei nicht stark erhöhten axialen Abmessungen dieser beiden Werkzeuge erhält.As stated at the beginning, the axial division corresponds a honing tool dressing tool usually one of the workpiece to be machined. Ensuring the greater number of engagement points between the dressing tool and honing tool can be used in this usual Equality of the basic geometry of the workpiece and honing tool dressing tool only guarantee if you have the Width (axial dimension) of honing tool and dressing tool enlarged. With the development of the invention according to claim 3 it is achieved that the permanent Multi-point contact between dressing tool and honing tool even if the axial dimensions are not greatly increased of these two tools.
Auch dann, wenn man die Erhöhung der Anzahl der Berührungspunkte zwischen Abrichtwerkzeug und Honwerkzeug durch Erhöhung des Achskreuzwinkels zwischen Abrichtwerkzeug und Honwerkzeug besorgt, wird es in der Praxis oft notwendig sein, auch die axiale Abmessung von Abrichtwerkzeug und Honwerkzeug zu vergrößern, um eine größere Anzahl von Eingriffspunkten, z.B. selbständige Eingriffspunkte, zu gewährleisten. Die vergrößerte Axialabmessung des Honwerkzeuges kann auch zum Honen von Werkstücken ausgenutzt werden. Dies kann entweder dadurch erfolgen, daß man während der Bearbeitung eines einzelnen Werkstückes eine entsprechend großen Hub aufweisende axiale Relativbewegung zwischen Werkstück und Honwerkzeug erzeugt, oder auch dadurch daß man beim Bearbeiten aufeinanderfolgender Werkstücke unterschiedliche axiale Bereiche des Honwerkzeuges zum Einsatz bringt.Even if you increase the number of touch points between dressing tool and honing tool by increasing the axis cross angle between the dressing tool worried and honing tool, it becomes in practice often be necessary, including the axial dimension of the dressing tool and honing tool to enlarge one larger number of intervention points, e.g. self-employed Intervention points to ensure. The enlarged axial dimension the honing tool can also be used for honing Workpieces are used. This can be done either done that one while editing an individual Workpiece has a correspondingly large stroke axial relative movement between workpiece and honing tool generated, or by the fact that when editing successive Workpieces of different axial Areas of the honing tool.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ermöglicht es, die aus Gründen des schonenden Eingriffes zwischen Abrichtwerkzeug und Honwerkzeug gewählte vergrößerte Breite (axiale Abmessung) des Honwerkzeuges segmentweise für ein Honen von aufeinanderfolgenden Werkstücken zu nutzen.The development of the invention according to claim 4 enables it, for reasons of gentle intervention between Dressing tool and honing tool selected enlarged Width (axial dimension) of the honing tool in segments for honing successive workpieces use.
Üblicherweise erfolgt das Abrichten der Honwerkzeuge in der zur Herstellung der Werkstücke verwendeten Honmaschine. Es wird einfach anstelle eines Werkstückes ein Abrichtwerkzeug eingespannt, und die der Honmaschine zugeordnete numerische Steuerung lädt eine Abrichtroutine, bei welcher die Relativbewegungen zwischen Abrichtwerkzeug und Honwerkzeug etwas anders gewählt sind als die Relativbewegungen zwischen Werkstück und Honwerkzeug.The honing tools are usually dressed in the honing machine used to manufacture the workpieces. It simply becomes one instead of a workpiece Dressing tool clamped, and that of the honing machine assigned numerical control loads a dressing routine, in which the relative movements between the dressing tool and honing tool are chosen somewhat differently than the relative movements between workpiece and honing tool.
Bei einer Honmaschine gemäß Anspruch 6 kann man ein Abrichtwerkzeug verwenden, dessen Axialteilung sich von derjenigen des Werkstückes unterscheidet. Hierzu wird der Achskreuzwinkel zwischen der Abrichtwerkzeug-/Werkstück -Lagereinrichtung und der Honwerkzeug-Lagereinrichtung verändert.In a honing machine according to claim 6, one can Use the dressing tool, the axial division of which differs from that of the workpiece. For this becomes the axis cross angle between the dressing tool / workpiece Storage facility and honing tool storage facility changed.
Dabei bringt die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 den Vorteil, daß zwischen der Bearbeitung von Werkstücken und dem Abrichten des Honrades auf einfache Weise umgeschaltet werden kann.The development of the invention brings in accordance with claim 7 the advantage that between the processing of Workpieces and dressing the honing wheel on simple Way can be switched.
Diese Umschaltung erfolgt bei einer Honmaschine gemäß Anspruch 8 automatisch, indem eine Sensoreinrichtung erkennt, ob die erste Lagereinrichtung gerade ein Werkstück oder das Abrichtwerkzeug trägt.This switching takes place in accordance with a honing machine Claim 8 automatically by a sensor device recognizes whether the first storage device is currently a workpiece or carries the dressing tool.
Dieses Erkennen des gerade in der ersten Lagereinrichtung aufgespannten Objektes erfolgt gemäß Anspruch 9 auf besonders einfache Weise optisch. Die Sensoreinrichtung kann z.B. einen auf Streulicht ansprechenden Sensor aufweisen (der Diamantenbesatz des Abrichtwerkzeuges streut Licht stärker als die gefrästen Zahnflanken eines Werkstückes).This recognition of the just in the first storage facility clamped object takes place according to claim 9 optically in a particularly simple way. The sensor device can e.g. a sensor responsive to stray light (the diamond on the dressing tool scatters light more than a milled tooth flank Workpiece).
Man kann auch gemäß Anspruch 10 das Abrichtwerkzeug mit einer optisch lesbaren Marke versehen, z.B. die Stirnflächen der Zähne einfärben oder verspiegeln.You can also with the dressing tool according to claim 10 an optically readable mark, e.g. the end faces staining or mirroring the teeth.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 wird erreicht, daß die vergrößerte Axialabmessung des Honwerkzeuges auch voll zum Honen von Werkstücken ausgenutzt wird, wobei man beim Bearbeiten aufeinanderfolgender Werkstücke oder Werkstückchargen unterschiedliche axiale Bereiche des Honwerkzeuges zum Einsatz bringt.With the development of the invention according to claim 11 is achieved that the enlarged axial dimension of the Honing tool also fully used for honing workpieces being, while editing one after the other Workpieces or batches of workpieces have different axial Areas of the honing tool.
In weiterer Abwandlung der Erfindung kann man gemäß
Anspruch 10 auch ein Multifunktions-Honwerkzeug vorsehen,
welches aus unterschiedlichem Material gefertigte axiale
Bereiche hat, von denen einer z.B. zum Grobhonen, der
andere zum Feinhonen bestimmt ist. Diese Bereiche werden
dann gemeinsam abgerichtet.In a further modification of the invention, one can according to
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- Figur 1:
- einen transversalen Schnitt durch eine Honmaschine;
- Figur 2:
- einen longitudinalen Schnitt durch die in Figur 1 gezeigte Honmaschine;
- Figur 3:
- ein Blockschaltbild einer Steuerung für verschiedene Servomotoren der in den Figuren 1 und gezeigten Honmaschine;
- Figur 4:
- eine axiale Teilaufsicht auf den Eingriffsbereich eines Abrichtwerkzeuges und eines Honringes;
- Figur 5:
- eine seitliche Aufsicht auf das Abrichtwerkzeug nach Figur 4 und auf die dahinterliegende Innenfläches eines mit diesem zusammenarbeitenden Abschnittes des Honwerkzeuges in vergrößertem Maßstabe;
- Figur 6:
- eine ähnliche Ansicht wie Figur 5, in welcher die Verhältnisse beim herkömmlichen Abrichten von Zahnrad-Honwerkzeugen gezeigt sind; und
- Figur 7:
- eine schematische seitliche Ansicht eines abgewandelten Honringes zum Honen von Zahnrädern.
- Figure 1:
- a transverse section through a honing machine;
- Figure 2:
- a longitudinal section through the honing machine shown in Figure 1;
- Figure 3:
- a block diagram of a controller for various servomotors of the honing machine shown in Figures 1 and;
- Figure 4:
- an axial partial view of the engagement area of a dressing tool and a honing ring;
- Figure 5:
- a side view of the dressing tool of Figure 4 and on the inner surface behind a cooperating with this section of the honing tool on an enlarged scale;
- Figure 6:
- a view similar to Figure 5, in which the conditions are shown in the conventional dressing of gear honing tools; and
- Figure 7:
- is a schematic side view of a modified honing ring for honing gears.
In Figuren 1 und 2 ist bei 10 schematisch ein Maschinenrahmen
einer Honmaschine wiedergegeben. Dieser trägt
über eine schematisch wiedergegebene x-y-Schlitteneinrichtung
12 (Kreuzschlitten) eine Grundplatte 14. Schematisch
angedeutete Linearmotoren 16, 18, die am Maschinenrahmen
10 befestigt sind, dienen dazu, die Grundplatte 14 in
x-Richtung bzw. y-Richtung des in Figur 1 angedeuteten
Koordinatensystems zu bewegen. Entgegen den tatsächlichen
Verhältnissen sind die mechanischen Verbindungen zwischen
den Linearmotoren 16, 18 und der Grundplatte 14 in die
Zeichenebene gekippt dargestellt. Die Momentan-Stellung
der Grundplatte 14 in x- und y-Richtung werden durch
Stellunggeber 20, 22 gemessen, die an die Linearmotoren
16, 18 angebaut sind.In Figures 1 and 2 at 10 is a machine frame schematically
reproduced by a honing machine. This carries
via a schematically represented x-y slide device
12 (cross slide) a
Die Grundplatte 14 trägt über zwei Ständer 24, 26 einen
insgesamt mit 28 bezeichneten Schwenkrahmen. Dieser hat
senkrecht zur Zeichenebene von Figur 1 gesehen im wesentlichen
U-förmige Gestalt, wobei auf die Außenseite des
linken Schenkels des U eine Stummelwellen 30 aufgesetzt
ist, die in einer Lageröffnunge des Ständers 24 läuft. In
den rechten Schenkel des Schwenkrahmens 28 greift koaxial
zur Stummelwelles 32 das Ende einer Motorwelle 32 drehfest
ein. Auf diese Weise ist der Schwenkrahmen 28 um eine
zur x-Achse parallele Achse verschwenkbar auf der Grundplatte
14 angebracht.The
Die Motorwelle 32 gehört zu einem Getriebemotor 34, der
über den Ständer 26 von der Grundplatte 14 getragen ist.
Auf diese Weise läßt sich die Neigung des Schwenkrahmens 28
zur Horizontalen einstellen. Die Momentan-Neigung des
Schwenkrahmens 28 wird von einem Stellungsgeber 36 gemessen,
der an den Getriebemotor 34 angebaut ist.The
Der Schwenkrahmen 28 trägt einen Antriebsmotor 38, auf
dessen Ausgangswelle ein Kettenritzel 40 sitzt. Eine über
dieses laufende Kette 42 treibt einen Antriebsring 44 an,
der über ein Kugellager 46 in einer Lagerplatte 48 gelagert
ist. Letztere ist senkrecht zur Oberfläche des unteren
horizontalen Schenkels des Schwenkrahmens 28 am Schwenkrahmen
28 befestigt. Wie aus Figur 1 ersichtlich, schneiden
sich die Achse der Stummelwelle 30 und der Motorwelle 32
und die Achse des Antriebsringes 44 unter rechtem Winkel.The
In den Antriebsring 44 ist ein Zahnrad-Honring 50 drehfest,
jedoch lösbar eingesetzt. Dieser ist auf seiner
Innenfläche mit einer Vielzahl in Umfangsrichtung verteilter
schräg gestellter Zähne 52 versehen. Die Zähne
sind von einem außenliegenden Nabenabschnitt 54 des
Honrades getragen, der drehfest und lösbar mit dem Antriebsring
44 verbunden ist.In the
Mit den Zähnen 52 des Honringes 50 kämmt ein insgesamt
mit 56 bezeichnetes Abrichtwerkzeug. Dieses hat außenliegende
Zähne 58 und einen Nabenabschnitt 60. Letzterer
ist zwischen zwei Halbspindeln 62, 64 eingespannt. Diese
sind an den einander zugewandten Enden mit einem vermindertem
Durchmesser aufweisenden Zentrierabschnitt 66
bzw. 68 versehen, der spielfrei in den Nabenabschnitt
60 eingreift.With the
Die Halbspindeln 62, 64 laufen in Lagern 70, 72, die
in Ständern 74, 76 angebracht sind, die sich von der
Oberseite des Maschinenrahmens 10 nach oben erstrecken.
Die durch die Halbspindeln 62, 64 vorgegebene Drehachse
des Abrichtwerkzeuges 56 steht senkrecht zur Zeichenebene
von Figur 1, entspricht also der y-Richtung.The half-
Die Lager 70, 72 ermöglichen ein axiales Verschieben
der Halbspindeln durch zugeordnete Linearmotoren 78,
80. An diese sind Stellungsgeber 82, 84 angebaut, welche
die Ist-Stellung der Halbspindeln 62, 64 messen.The
Durch axiales Auseinanderbewegen der Halbspindeln 62,
64 kann man die Zentrierabschnitte 66, 68 aus dem Abrichtwerkzeug
56 herausgewegen, so daß letzteres durch
einen in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Manipulator
wegbewegt werden kann und durch zu bearbeitende
Werkstücke (nicht gezeigt) ersetzt werden kann.By axially moving the half-
Durch axiales Aufeinanderzubewegen der Halbspindeln
62, 64 werden die Zentrierabschnitte 66, 68 in das Abrichtwerkzeug
bzw. ein Werkstück eingeführt, wodurch
das Abrichtwerkzeug bzw. das Werkstück zentriert wird.
Mit den in Anlage kommen der die Zentrierabschnitte
66, 68 begrenzenden Schultern 86 der Halbspindeln 62,
64 ist dann das Abrichtwerkzeug bzw. das Werkstück drehfest
mit den Halbspindeln 62, 64 verbunden, die so auch
zur gemeinsamen Drehbewegung gekoppelt sind. Das Drehen
der Halbspindeln 62, 64 und des zwischen diesen eingespannten
Einrichtwerkzeuges bzw. Werkstückes erfolgt
durch einen auf die Halbspindeln 62, 64 arbeitenden
spindelantrieb 88 ,mit zugeordnetem Stellungsgeber 90,
dessen Antriebsverbindung zu den Halbspindeln nur schematisch
angedeutet ist.By moving the half-spindles axially towards each other
62, 64, the centering
Die Ist-Winkelstellung der Zähne des Abrichtwerkzeuges
56 bzw. eines Werkstückes mißt ein Meßkopf 92, der z.B.
zwei mit den Zahnflanken von Abrichtwerkzeug bzw. Werkstück
zusammenarbeitende Lichtschranken umfassen kann.The actual angular position of the teeth of the dressing
Wie aus Figur 3 ersichtlich, sind die verschiedenen
Stellungsgeber 20, 22, 36, 39, 82, 84, 90 und der Meßkopf
92 mit zugeordneten Eingängen einer Steuereinheit 94
verbunden. Diese hat als periphäre Geräte einen Drucker
96, einen Massenspeicher 98 (z.B. Festplatte), ein Tastenfeld
100 sowie einen Monitor 102.As can be seen from Figure 3, the
Die Steuereinheit 94 arbeitet nach zwei unterschiedlichen
Programmen: Einem Programm zum Honen von Werkstücken
und einem Programm zum Abrichten des Honringes 50 unter
Verwendung des Abrichtwerkzeuges 56. Diese beiden Programme
sind sehr ähnlich, unterscheiden sich aber durch
die Größen der Zustellung zwischen Honrad und Werkstück
bzw. Abrichtwerkzeug und durch den Neigungswinkel, unter
welchem die Achse des Antriebsringes 44 zur Achse der
Halbspindeln 62, 64 angestellt ist (Achskreuzwinkel).The
Die Einstellbarkeit des Achskreuzwinkels wird deshalb
benötigt, da die Zähne 58 des Abrichtwerkzeuges 56 eine
andere (kleinere) Axialteilung aufweisen als die Zähne
der Werkstücke. Dies erfolgt aus einem nun nachstehenden
genauer geschilderten Grund.The adjustability of the axis cross angle is therefore
needed because the
Figur 4 zeigt vergrößert den Eingriffsbereich der Stirnflächen
von Abrichtwerkzeug 56 und Honring 50. Der Verlauf
der Zähne außerhalb der Zeichenebene ist nicht
wiedergegeben.Figure 4 shows an enlarged view of the engagement area of the end faces
of dressing
Man erkennt, daß zwischen den Zähnen 52 des Honringes
50 und den Zähnen 58 des Abrichtwerkzeuges 56 dann der
intensivste Kontakt vorliegt, wenn ein Zahn auf der
in Figur 4 mit M bezeichneten Mittenebene liegt, welche
durch die Drehachsen von Honring 50 und Abrichtwerkzeug 56
vorgegeben ist. In dieser Stellung größter mechanischer
Belastung (Lage kp des Eingriffspunktes) wirken auf die
Zähne des Abrichtwerkzeuges 56 größere radiale Kräfte und
Klemmkräfte ein, die zu Verschleiß der vom Abrichtwerkzeug
getragenen Diamantpartikel führen. Diese Kräfte können
dadurch vermindert werden, daß man die auf das Abrichtwerkzeug
56 vom Honring 50 ausgeübten Kräfte auf eine
Mehrzahl von Eingriffspunkten verteilt.It can be seen that between the
Hierzu sind die Zähne 58 des Abrichtwerkzeuges 56 mit
einer gegenüber herkömmlichen Abrichtwerkzeugen verkleinerten
Axialteilung px angeordnet.For this purpose, the
Dies sei an Hand eines praktischen Beispieles erläutert:This is explained using a practical example:
Zu honen seien die Zahnflanken eines Zahnrades mit folgenden Kenngrößen: Modul m von 1, 75, Zähnezahl z von 36; Schrägungswinkel β von 18° links; Verzahnungsbreite b von 15,2 mm.The tooth flanks of a gearwheel with the following should be honed Characteristics: module m of 1.75, number of teeth z of 36; Helix angle β of 18 ° left; Tooth width b of 15.2 mm.
Der verwendete Honring hat eine Breite bh (axiale Abmessung) von 22 mm und ermöglicht so einen Axialhub beim Honen von ± 3 mm.The honing ring used has a width bh (axial dimension) of 22 mm and thus enables an axial stroke when honing of ± 3 mm.
Das zum Abrichten des Honringes verwendete Abrichtrad hat die gleiche Grundgeometrie wie das Werkstück, seine Verzahnungsbreite bd (= bk = Breite der kürzesten Kontaktlinie zwischen Abrichtrad und Honring) beträgt jedoch 16 mm. Beim Abrichten wird auch mit einem Axialhub von ± 3mm gearbeitet.The dressing wheel used to dress the honing ring has the same basic geometry as the workpiece, its Tooth width bd (= bk = width of the shortest contact line between dressing wheel and honing ring) is 16 mm. When dressing is also with an axial stroke of ± 3mm worked.
Damit ergibt sich eine Axialteilung
Dies bedeutet, daß das Abrichthrad beim Durchlaufen durch die Mittenebene über 90% der Strecke bk über einen einzigen Eingriffspunkt mit dem Honring zusammenarbeitetet, über 10% des Durchlaufes dagegen kein Zahnkopf unter radialer Belastung steht. Beim Eintreten des nächsten Zahnes in die Mittenebene erfährt dieser den vollen Druck. Derartige Wechselbelastungen sind für den Verschleiß des Abrichtrades ungünstig.This means that the dressing wheel runs through through the middle level over 90% of the distance bk over one single point of engagement cooperates with the honing ring, over 10% of the run, however, no tooth tip under radial load stands. When the next one enters Tooth in the middle plane experiences the full Print. Such alternating loads are for wear of the dressing wheel unfavorable.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Abrichtwerkzeuges
56, die in Figur 5 wiedergegeben ist, sind die Rücken
der Zähne 58 unter einem Winkel β von 38° zur Achsrichtung
angestellt. Aufgrund dieser Winkelwahl ist beim
Abrichtwerkzeug gemäß Figur 5 die Axialteilung halbiert:
Die Steigungshöhe pz beträgt 321,476 mm, und hieraus ergibt
sich eine Axialteilung pz/z = 8,93 mm.In the formation of the dressing tool according to the
Zur Erhöhung der ständig vorliegenden Mindestanzahl von
Eingriffspunkten zwischen Abrichtwerkzeug und Honwerkzeug
ist bei dem Abrichtwerkzeug nach Figur 5 ferner die
axiale Abmessung größer gewählt als bei dem klassischen Abrichtwerkzeug
nach Figur 6. Gleiches gilt für die axiale
Abmessung des Honringes. Bei dem erfindungsgemäßen Abrichtwerkzeug
gemäß Figur 5 liegen hat man ständig jeweils
mindestens sechs Eingriffspunkte zwischen Honring und
Abrichtwerkzeug. Hierzu muß beträgt die Breite des Abrichtwerkzeuges
Auf diese Weise sind die zwischen Abrichtwerkzeug und Honring übertragenen Kräfte erfindungsgemäß nur 1/6 derjenigen Kräfte, die beim klassichen Abrichten des Honwerkzeuges zu übertragen sind. Entsprechend niederer ist der Verschleiß des Abrichtwerkzeuges, und man hat keine abrupten Belastungswechsel an den Zahnköpfen beim Hindurchlaufen durch die Mittenebene.In this way, between the dressing tool and Honring transmitted forces according to the invention only 1/6 of the forces that are involved in the classic dressing of the Honing tool to be transferred. Correspondingly lower is the wear of the dressing tool, and you have no abrupt changes in load on the tooth tips when walking through the middle plane.
Bei einer Werkstückbreite (bd von 16 mm wäre an sich die benötigte Honringbreite bei dem angegebenen Axialhub h von +/- 3 mm nur 22 mm.With a workpiece width (bd of 16 mm) would be the required honing ring width for the specified axial stroke h of +/- 3 mm only 22 mm.
Vergrößert man die oben berechnete Honringbereite von
60 mm auf 66 mm, kann somit der Honring in drei unterschiedlichen
axialen Bereichen mit einer Breite mit
jeweils 22 mm genutzt werden. Alternativ könnte man
den Axialhub beim Honen vergrößern, falls gewünscht,
und den Honring gleichförmig abnutzen.If one increases the honing ring range calculated from
60 mm to 66 mm, the honing ring can be made in three different ways
axial areas with a
In jedem Falle gilt, daß das Abrichten des Honringes erst nach der dreifachen Einsatzzeit erfolgen muß, so daß der Durchsatz der Honmaschine vergrößert wird.In any case, the dressing of the honing ring applies only after three times the period of use, so that the throughput of the honing machine is increased.
Alternativ kann man gemäß Figur 7 den Honring 50 aus
drei Materialbereichen 104, 106, 108 aufbauen, die zum
Honen eines Werkstückes mit zunehmender Feinheit ohne
Umspannen des Werkstückes verwendet werden, indem man die
Grundposition der das Werkstück tragenden Spindel nacheinander
in die Mitten der Materialbereiche 104, 106,
108 stellt.Alternatively, the honing
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